深大基坑基底隆起安全性分析

曹俊杰 陈培帅

(1.太仓市建筑安全监督站，江苏 太仓 215400; 2.中交二航局技术中心，湖北 武汉 430071)

深大基坑基底隆起安全性分析

曹俊杰1陈培帅2

(1.太仓市建筑安全监督站，江苏 太仓 215400; 2.中交二航局技术中心，湖北 武汉 430071)

以某深基坑工程为依托，采用有限元数值计算软件，研究了基坑开挖全过程坑底隆起变形规律，对坑底隆起指标进行了分析，确定了坑底加固或增加围护结构嵌入度的应对措施，研究成果可以为类似工程提供借鉴。

深大基坑，坑底，隆起，加固

依托工程某基坑最大开挖深度近24 m，开挖范围内的土层主要由上部杂填土、淤泥质粉质粘土和粉质粘土夹粉砂组成，施工前对上部填土进行浅层地基处理。淤泥质粉质粘土为基坑开挖深度内的主要土层，由于淤泥质粉质粘土自稳能力极弱，对围护结构的侧向压力较大，为不良地质层。基坑底部为粉质粘土夹粉砂层，由于基坑开挖深度较大，在开挖卸载过程中，极易发生较大的基坑底部隆起，引发较严重的安全事故。为保证基坑安全，减小对周边环境的影响，基坑采用连续墙加水平支撑方式，坑内采用集水明排，减小基坑施工过程中的风险。

在基坑施工前，对基底隆起的评估极为重要，基底隆起对基坑施工的影响主要有两个方面：1)造成基坑底部地层失稳，大大降低基坑围护结构内侧土层的约束，引发基坑围护结构破坏和基坑整体失稳；2)容易引发地表沉降，基底隆起使基坑外侧土体失去部分竖向约束，导致地表沉降，对周边管线及建筑物产生较大影响。

1 有限元模型

1.1 计算模型

采用Midas GTS软件建立有限元模型，对基坑开挖与支护全过程进行位移和受力分析，选取基坑最深标段进行分析，基坑深度为24 m，宽度为11.3 m，如图1所示。围护结构采用地下连续墙形式，地下连续墙深42.5 m，共设置七道支撑，其中第一道和第二道为混凝土支撑，支撑竖向间距为6 m，其他支撑为钢支撑，支撑竖向间距为3 m。

按照基坑实际开挖和支护过程进行施工过程模拟，基坑进行分层开挖，支撑施工时机为：混凝土支撑开挖到达设计底标高0.2 m后开始支撑，钢支撑开挖到设计轴线标高下0.8 m后开始支撑。

1.2 计算参数

如表1所示，土层参数按照勘察报告取值，其中填土层取处理后的土质参数。

表1 土层参数

混凝土和钢支撑的刚度分别按照规范进行计算[4]：

2 计算结果分析

图2为基坑第5步开挖后竖向变形云图，基坑全部开挖完成后，最大隆起量达到60 mm左右，考虑基坑整体稳定性及对周边环境的影响，建议增加坑底加固或增加围护结构嵌入度，减小基坑隆起。

图3为基底最大隆起量随开挖步变化曲线，可以看出，前4步开挖过程中，基底隆起量增加值较大，后续3个开挖步基底隆起量基本稳定，因而在施工过程中，应重点监控前4个开挖步的基底隆起，避免因基底隆起而发生的基坑失稳现象[5，6]。

3 结语

本文通过对依托工程进行有限元计算分析，对坑底隆起量指标进行分析，研究了基坑开挖过程中坑底隆起变化规律，计算结果表明，基坑开挖完成后坑底隆起约60 mm，建议施工前进行坑底加固或增加围护结构嵌入度，减小坑底隆起值。该基坑隆起主要发生在前4步开挖步过程中，因而该阶段应加强监测，由于坑底隆起对格构柱位移影响较大，应重点测量格构柱位移。

[1] 李 平,杨 挺,王 义,等.基坑工程隆起变形研究综述[J].河海大学学报(自然科学版)，2010(2)：13-14.

[2] 李 娟,黄广龙,卫 敏.考虑支撑作用的深基坑整体稳定性可靠度分析[J].南京工业大学学报(自然科学版)，2009(3)：25-27.

[3] 杨 敏,逯建栋.深开挖基坑回弹引起的坑中桩受力与位移计算[J].同济大学学报(自然科学版)，2010(12)：114-115.

[4] 高向阳.深基坑卸载回弹参数研究及隆起量计算[J].徐州工程学院学报(自然科学版)，2008(4)：38-39.

[5] 王圣涛,石 雷.深基坑开挖基底隆起原因分析与处理技术[J].中国科技信息，2009(6)：11-12.

[6] 李腾云.某地铁基坑倾斜变形估算及监测结果对比分析[J].山西建筑，2011，37(9)：67-68.

On safety analysis of bottom upheave of deep and long foundation pits

Cao Junjie1Chen Peishuai2

(1.TaicangArchitecturalSafetySupervisionStation,Taicang215400,China;2.CCCCSecondHarborEngineeringCompany,Wuhan430071,China)

Based on some deep foundation pit project, the paper adopts the finite element numeric calculation software, researches the deformation rule for the bottom upheave in the whole process of the foundation pit excavation, undertakes the analysis of the bottom upheave indexes, identifies the respective measures through the pit reinforcement or the enclosure embedding, and its research results can be adopted in similar projects.

deep and large foundation pit, pit bottom, upheave, consolidation

2014-12-17

曹俊杰(1985- )，男，博士，工程师; 陈培帅(1985- ),男，硕士，工程师

1009-6825(2015)06-0066-02

TU411

A